演进型节点B控制的用于设备到设备和蜂窝用户的集中式资源重用

摘要

设备到设备(D2D)通信是一种用于通过无线电接入网络在设备之间通信的替选方式。一种令人感兴趣的D2D通信方法是重用模式D2D，其中D2D节点使用由一些其它蜂窝用户设备(UE)使用的相同上行(UL)无线电资源来相互通信。换而言之，蜂窝UE占用的UL蜂窝资源在它们的短程通信中由D2D节点重用。可以通过在具有D2D功能的UE与演进型节点B(eNB)之间的适当信令执行D2D通信的集中式控制。

说明书

技术领域

设备到设备(D2D)通信是一种用于通过无线电接入网络在设备 之间通信的替选方式。一种令人感兴趣的D2D通信方法是重用模式 D2D，其中D2D节点使用由一些其它蜂窝用户设备(UE)使用的相 同上行链路(UL)无线电资源来相互通信。换而言之，蜂窝UE占 用的UL蜂窝资源在它们的短程通信中由D2D节点重用。

背景技术

一种用于确定可以在重用D2D链路中重用哪个蜂窝资源的方式 是通过每个D2D对自身。在该方式中，每个D2D候选首先从eNB 获得UL调度信息并且测量相应的UL信道。然后，D2D候选自身发 现可以在它的将来D2D通信中重用蜂窝UE的资源分配的蜂窝UE。 此后，在D2D对之间交换有关信息，并且确定重用蜂窝UE(如下 UE，可以在这些UE的D2D通信中重用它们的资源分配)的最终列 表。该D2D对然后开始再次监视eNB的调度。一旦向确定的列表中 的蜂窝UE分配无线电资源，该D2D对就将重用该部分无线电资源 以执行它们的短程D2D通信。

由于每个D2D对独立确定重用哪个资源，所以eNB根本没有关 于D2D对存在的信息。因此，eNB不能在它的无线电资源分配中考 虑D2D通信。因而D2DUE在这一方式中仅能在适合重用的资源出 现时相互通信。因此，该分布式重用模式D2D仅能机会性地支持服 务而未保障可用性。

此外，如果两个重用D2D对同时开始它们的通信，那么如果两 个D2D对决定重用相同蜂窝UE的资源，则资源争用可能出现。为 了克服这一问题，可以运用与WLAN系统中的RTS/CTS/数据/ACK 机制相似的双向握手机制。在RTS/CTS握手中，可以在D2D对之间 交换蜂窝UE资源的可重用列表，并且可以针对每个D2D通信方向 确定最终重用列表。如果附近的D2D听见发送的RTS信号，则它将 推迟它的RTS/CTS交换并且第二次执行干扰测量。然而应当注意， 在这一方式中，不能通过重用蜂窝资源来交换RTS/CTS消息。这是 因为在小区中可重用于指定的D2D对的资源并非对于所有时间而言 是固定的。它随着蜂窝UE的调度、蜂窝UE的位置、D2DUE的位 置等改变。因此可能是将缺乏关于哪些资源可以重用于递送这样的 消息的信息。即使有用于RTS/CTS交换的专用正交信道，在两个D2D 对之间的RTS/CTS冲突仍然可能明显推迟重用模式D2D链路的链路 建立。

在上述方式中，eNB并未知晓重用D2D链路。因此，eNB不能 辅助运营商收取用于重用D2D通信的服务费用。

发明内容

根据本发明一个实施例的一种方法包括基于按照优先级审核针 对设备到设备连接资源的至少一个请求来确定是否向设备到设备连 接授权重用资源。重用资源包括用户设备在时间段期间将使用的至 少一个上行链路信道。该方法也包括响应于至少一个请求来发起发 送设备到设备可重用资源的通知。通知包含用于标识在时间段期间 可用的可重用资源的配置信息。

根据本发明一个实施例的另一方法包括发起针对用于设备到设 备连接的重用资源的请求。该方法也包括基于优先级分析响应于请 求而接收的通知以确定可重用资源，其中通知包括用户设备列表。

基于分析通知来发起设备到设备连接也是该方法的部分。

本发明的又一实施例是一种包括至少一个存储器和至少一个处 理器的装置，至少一个存储器包括计算机程序代码。至少一个存储 器和计算机程序代码被配置成与至少一个处理器一起使装置至少基 于按照优先级审核针对设备到设备连接资源的至少一个请求来确定 是否向设备到设备连接授权重用资源。重用资源包括用户设备在时 间段期间将使用的至少一个上行链路信道。至少一个存储器和计算 机程序代码也被配置成与至少一个处理器一起使装置至少响应于至 少一个请求来发起发送设备到设备可重用资源的通知。通知包含用 于标识在时间段期间可用的可重用资源的配置信息。

本发明的一个附加实施例是一种包括至少一个存储器和至少一 个处理器的装置，至少一个存储器包括计算机程序代码。至少一个 存储器和计算机程序代码被配置成与至少一个处理器一起使装置至 少发起针对用于设备到设备连接的重用资源的请求。至少一个存储 器和计算机程序代码也被配置成与至少一个处理器一起使装置至少 分析响应于请求而接收并且基于优先级的通知以确定可重用资源， 其中通知包括用户设备列表。至少一个存储器和计算机程序代码还 被配置成与至少一个处理器一起使装置至少基于分析通知来发起设 备到设备连接。

根据本发明另一实施例的一种装置包括：确定装置，用于基于 按照优先级审核针对设备到设备连接资源的至少一个请求来确定是 否向设备到设备连接授权重用资源。重用资源包括用户设备在时间 段期间将使用的至少一个上行链路信道。该装置也包括：发送装置， 用于响应于至少一个请求来发起发送设备到设备可重用资源的通 知。通知包含用于标识在时间段期间可用的可重用资源的配置信息。

根据本发明又一实施例的一种装置包括：请求装置，用于发起 针对用于设备到设备连接的重用资源的请求。该装置也包括：分析 装置，用于分析响应于请求而接收并且基于优先级的通知以确定可 重用资源，其中通知包括用户设备列表。在该装置中也包括用于基 于分析通知来发起设备到设备连接的连接装置。

本发明的另一实施例是一种用指令编码的计算机可读介质，指 令在用硬件执行时执行过程。该过程包括基于按照优先级审核针对 设备到设备连接资源的至少一个请求来确定是否向设备到设备连接 授权重用资源。重用资源包括用户设备在时间段期间将使用的至少 一个上行链路信道。该过程也包括响应于至少一个请求来发起发送 设备到设备可重用资源的通知。通知包含用于标识在时间段期间可 用的可重用资源的配置信息。

本发明的一个附加实施例是一种用指令编码的计算机可读介 质，指令在用硬件执行时执行过程。该过程包括发起针对用于设备 到设备连接的重用资源的请求。分析响应于请求而接收并且基于优 先级的通知以确定可重用资源，其中通知包括用户设备列表。该过 程还包括基于分析通知来发起设备到设备连接。

附图说明

为了恰当理解本发明，应当参照以下附图，其中：

图1图示了“D2D可重用UE列表”的例子格式；

图2提供重用D2D建立过程的信令流程图例子；

图3图示了根据本发明某些实施例的系统的方法。

图4图示了根据本发明某些实施例的方法；

图5图示了根据本发明某些实施例的另一方法；

图6图示了根据本发明一个实施例的系统；以及

图7图示了根据本发明另一实施例的系统。

具体实施方式

设备到设备(D2D)通信对于第三代(3G)和超3G通信网络而 言可以具有价值。具体而言，重用模式D2D可以增强这样的网络。

对于相互接近的D2D对等体，这样的重用模式D2D通信方法有 吸引力，因为低功率D2D链路未明显影响并行蜂窝UE的上行链路 (UL)操作。由于在短程D2D通信中的发送功率很小，所以出于计 算目的可以忽略从发送D2D对等体到eNB的干扰。因而蜂窝到D2D 干扰在D2D中令人感兴趣。

当蜂窝UE向增强型节点B(eNB)发送业务时，如果接收D2D 节点(它一般也是蜂窝UE，但是这并非要求)远离该发送UE，则 该发送UE的分配的无线电资源可以由短程重用D2D链路重用。由 于在它们之间的大距离，所以从该蜂窝UE到接收D2D节点的干扰 变得很小。然而，如果该蜂窝UE(考虑该UE的资源用于重用)接 近(或者未足够远离)接收D2D节点，则将不允许该蜂窝UE的资 源由接收D2D节点重用。为了区分这两种情况，可以在接收D2D节 点处执行测量。干扰测量可以由D2D节点执行，并且可以用任何格 式向eNB报告结果。

鉴于干扰测量，每个D2D节点生成如下蜂窝UE的列表，可以 在它的D2D通信中重用这些蜂窝UE的资源。接近D2D节点的蜂窝 UE可以由于它们对D2D链路的相对大的干扰而从该列表中被排除。 剩下的问题是如何基于该列表定义重用D2D通信。也就是说：哪个 蜂窝资源(或者资源属于哪个蜂窝UE)将由指定的D2D链路重用 以及如何使有关信息可用于每个D2D对等体。

重用D2D通信可以用最小成本扩大系统容量。这一低成本的一 个原因在于蜂窝链路仍然可以同时运行而不受影响并且无需网络资 源用于用信令发送D2D通信。因此运营商如果它们发现使用D2D有 利可图则想要鼓励使用它。

在本发明的某些实施例中，在D2D通信中涉及到的所有UE(称 为D2DUE)也是蜂窝UE并且在eNB覆盖中。在这样的实施例中， D2DUE也已经相互配对。当eNB发现在两个D2DUE之间有业务 请求并且有可能建立重用D2D链路时可以将它们配对。此外，在这 些实施例中，干扰测量(包括与D2D重用有关的测量)已经由D2D  UE执行并且已经向eNB报告结果。

一旦这样的测量和配对已经发生，eNB就可以充当重用D2D通 信的中央控制器。因此当同时D2D请求到达时，eNB可以考虑所有 请求并且确定用于每个D2D链路的可重用蜂窝UE。一种简单方法 是选择建立一个D2D链路并且推迟其它D2D链路(与RTS冲突效 果相似)。然而，在一些其他实施例中，甚至可以使用正交重用列 表(即在那些重用列表中的蜂窝UE不同)来同时建立若干D2D链 路。这可以提供比RTS/CTS机制大得多的灵活性。

为了实现这样的中央控制，eNB可以负责在收集和分析来自 D2DUE的测量报告之后通过无线电资源控制(RRC)消息(“D2D 可重用UE列表”消息)向每个D2D对通知可用的允许的可重用资 源。由于D2DUE也是蜂窝UE，所以可以通过D2DUE的蜂窝链路 从它们向eNB递送测量报告。在下行链路方向上，eNB然后可以向 每个D2DUE(或者在多播信令情况下为每个D2D对)发送“D2D可 重用UE列表”以指示在每个D2DUE处的可重用蜂窝资源及其希望 的动作(D2D接收或者发送)。通过这一集中式重用控制机制，可 以避免在不同重用D2D链路之间的争用(即不同D2D链路重用相同 的无线电资源)并且无需RTS/CTS式握手。因此也可以避免RTS/CTS 冲突。另外由于在eNB知晓重用D2D链路而可以容易实施用于重用 D2D通信的服务收费。

作为集中式控制的重用D2D的又一增强，可以在初始重用D2D 链路建立阶段中从具有D2D功能的UE向eNB请求新近定义的“D2D 重用重要性水平”。eNB然后可以根据“D2D重用重要性水平”的值改 进它的资源分配，从而可以在不同水平增强重用D2D通信，以针对 重用D2D链路提供差别化服务保障。

来自eNB的带有D2D方向指示的D2D可重用UE列表的通知：

eNB可以通过蜂窝链路向每个D2DUE(或在多播信令情况下为 每对D2DUE)发送“D2D可重用UE列表”消息。这一消息可以不仅 包含那些蜂窝UE的标识(例如在长期演进(LTE)系统中为小区无 线电网络临时标识符(C-RNTI))(这些蜂窝UE的无线电资源可 以由通知的D2DUE(或者D2D对)重用)而且包含关于在每个D2D 对等体处的希望D2D动作(D2D接收或者发送)的信息。基于通知 的蜂窝UE的可重用列表，D2DUE可以在对从eNB广播的蜂窝调度 信息解码之后知道可以在它的D2D通信中重用资源的哪个部分。当 向重用列表中的蜂窝UE分配用于发送它的UL业务的无线电资源 时，D2DUE可以将资源的该部分重用于D2D发送(或者接收)。

下文讨论“D2D可重用UE列表”消息的具体格式，并且针对单播和多 播信令情况说明它的内容。

在分析测量结果之后，eNB可以确定D2DUE是否可以在蜂窝 UE执行UL发送时与它的D2D对等体通信。基于来自D2DUE的测 量报告，如果eNB发现在D2DUE处来自蜂窝UE的干扰小于预定 义阈值(例如当D2DUE远离蜂窝UE并且接收的干扰功率很低时)， eNB可以将该蜂窝UE放入该D2DUE的“重用集”中。取而代之， D2DUE可以自行确定“重用集”并且向eNB报告“重用集”。在D2D  UE的判定可以基于它的测量报告和预定义阈值(eNB也可以通过广 播消息预先通知这一阈值)。

然后通过将每个D2D对中的两个对等体的“重用集”与在每个 D2D方向上的带宽请求一起分析，eNB可以针对每个D2D链路创建 “D2D重用UE列表”。如果在该列表中包含蜂窝UE，则D2D链路可 以重用它的资源。应当注意每个列表在这里可以仅定义从一个D2D  UE到它的D2D对等体的单向D2D通信。对于在相同D2D对之间的 反向D2D方向，可以用相同方式确定另一“D2D可重用UE列表”。 判定可以基于每个D2D对等体的“重用集”、在“重用集”中的蜂窝UE 的QoS参数或者D2D链路的业务请求等。

此后，eNB开始通过两个D2D对等体的蜂窝信令信道向两个 D2D对等体通知“D2D可重用UE”列表。图1图示了用于“D2D可重 用UE列表”消息的格式例子，其中“列表类型”定义D2D通信动作， “长度”定义后继列表中的UEID数目，并且“UEID列表”给出重用蜂 窝UE的标识列表。

如果向每个D2D对等体单播定义的消息，则“列表类型”可以用 来定义用于通知的D2D节点的具体动作。例如“0”可以代表D2D接 收动作，而“1”代表D2D发送动作。由于向每个D2D对等体单播消 息，所以可以(分别)向两个D2D对等体单独发送具有相同“长度” 和“UEID列表”字段(但是不同“列表类型”字段)的两个消息以定义 单向D2D通信。对照而言，如果向两个D2DUE多播“D2D可重用 UE列表”消息，则eNB可以发送仅一个消息并且两个D2D对等体可 能需要在接收它之后知道如何进行D2D通信。

在这一情况下，“列表类型”不能直接定义每个D2D节点的具体 动作、但是仅指示D2D方向。例如，“0”可以代表从主叫到被叫的方 向而“1”可以代表相反方向。由于每个D2DUE已经知道它在D2D通 信中的作用(主叫或者被叫)，所以如果“列表类型”为“0”，则D2D 主叫可以将包括的通知列表重用于发送。同时，D2D被叫可以将相 同列表重用于D2D接收。因此1比特“列表类型”可以足以在单播和 多播两种信令情况下定义具体D2D动作。

在D2DUE获得它的重用列表和D2D动作指示之后，它可以监 视控制信道(例如在LTE中为物理下行链路公共控制信道(PDCCH)) 以在其“D2D可重用UE列表”中获得对蜂窝UE的资源分配的了解并 且重用分配的蜂窝资源来执行相应的D2D发送/接收动作。

应当注意，在每个D2DUE中简单地生成可重用UE列表的方式 可区别于eNB通知信令的方式，因为除非提供eNB通知信令，每个 D2DUE自行确定可重用UE列表。此外，通过从eNB通知可重用 D2DUE，可以完全避免两个重用D2D候选的资源争用，因为eNB 可以针对D2DUE执行协调。因此可以回避RTS/CTS式握手。 来自D2DUE的用于蜂窝和重用D2D链路的联合资源分配的重用重 要性水平

为了克服机会性重用的缺点(或者出于其它目的)，可以引入 称为“D2D重用重要性水平”的因子以改进eNB资源分配，从而可以 将重用D2D链路与蜂窝UE一起联合考虑。在这一方式中，可以增 强重用D2D链路以支持一些高水平服务。

在D2D建立的初始阶段，重用D2DUE可以将“D2D重用重要 性水平”的提议与呼叫建立请求一起或者通过独立的MAC消息发送 到eNB。一旦eNB接收它，它就将根据接收的“D2D重用重要性水 平”在它的资源分配中使用不同策略，从而可以以与蜂窝链路相比的 不同优先级联合考虑重用D2D链路。相应地，可以将不同服务费率 应用于该重用D2D通信。在重用D2D场景之下可以有至少两个典型 资源分配策略。

在第一资源分配策略中，可以不考虑重用D2D链路(重用重要 性水平＝0)。换而言之，使用这样的策略的eNB将在它的资源分配 中完全不考虑重用D2D链路。在这一情况下，可以在重用D2D链路 中仅支持机会性通信。也就是说，D2D UE仅能在适合重用的资源出 现时相互通信。

在第二资源分配策略中，可以有蜂窝链路和重用D2D链路的不 同联合考虑水平(重用重要性水平大于0)。在这一策略中，eNB可 以尝试调整它的蜂窝UE资源分配，从而可以在不同水平满足蜂窝和 D2D链路二者。例如，eNB可以向D2D链路的“D2D可重用UE列 表”中的蜂窝UE有意地分配更多资源，从而D2D链路具有更多资源 用于重用。在这一情况下，虽然可以同时服务于重用D2D链路的 D2D可重用UE列表中的一个或者多个蜂窝UE，但是可以向重用 D2D链路实际分配无线电资源。在重用重要性水平＞1的极端情况下， 应当甚至在比蜂窝链路更高的优先级满足重用D2D链路。这可以发 生于消费者更优选重用D2D时。例如，运营商可以由于更低OPEX 而针对D2D操作收费更少。取而代之，消费者可能想要以不同重要 性水平在D2D模式中操作，以求节省成本而服务质量可接受。

应当注意，虽然“D2D重用重要性水平”可以是任何非负值，但 是它的范围可以便利地被布置成在0与2之间伸展(以0和1为典 型值)。这一范围也可以量化成若干水平。在这样的方法中，将重 用D2D链路分类成与蜂窝链路相比具有不同重要性水平的不同类 别。

在上述分类就位的某些实施例中，在eNB先考虑重要性水平大 于1的重用D2D链路、然后是重要性水平等于1的蜂窝链路和重用 D2D链路。最后，可以考虑重要性水平少于1的重用D2D链路。因 此，重要性水平可以帮助保证先满足重要性最大的那些链路。

除了对用于不同D2D的资源分配进行加权之外，在eNB处也可 以在重用列表判定中使用“D2D重用重要性水平”。例如，如果两个 D2D对正在请求D2D建立，则具有更高“D2D重用重要性水平”的 D2D将获得更大数目的蜂窝UE用于重用。由于eNB可以具有对蜂 窝UE和D2D UE二者的业务请求的了解，所以易于判决用于每个 D2D链路的合理重用列表。

为了实现所有类型的D2D重用考虑，下文讨论将蜂窝和D2D链 路二者纳入考虑之中的增强型比例公平度调度算法。

来自D2D UE的用于蜂窝和重用D2D链路的联合资源分配的重用重 要性水平

虽然D2DUE可以在它们的D2D通信中重用蜂窝UE的资源， 但是被动重用模式可能对于高水平服务而言未足够好。被动重用模 式存在于eNB在它的资源分配中仅考虑蜂窝UE时，并且D2DUE 仅能在适合重用的资源出现时相互机会性地通信。称为“D2D重用重 要性水平”的因子可以改进eNB资源分配，从而可以将重用D2D链 路与蜂窝UE一起联合考虑。上文讨论这一因子和用于使用它的若干 资源分配策略。

在图2中，示出了重用D2D建立过程的信令流程图例子(包括 常规蜂窝UE(CeUE)的信令和与D2D有关的过程)。在图2的例 子中，将重用D2D重要性水平与呼叫建立请求一起向eNB提议(也 可以在判定并且向D2DUE通知重用D2D之后，在独立消息中发送 到eNB)。然后，在UE测量和报告之后，eNB可以生成用于每个 D2D对的D2D可重用UE列表并且向它们发送列表的通知。最后， 可以执行重用D2D通信。基于接收的D2D重要性水平，eNB可以 在它的资源分配中联合考虑蜂窝UE和重用D2DUE。

也应当注意，也可以由于UE的移动性而在D2D话路期间更新 “D2D可重用UE列表”。一种简单方法是通过使用全新“D2D可重用 UE列表”消息来更新旧重用列表。D2DUE可以在接收新通知的重用 列表之后使用可以取代旧列表的新列表。取而代之，可以向重用D2D  UE仅发送重用列表的改变、由此减少信令开销。在这一情况下，图 1中所示消息可以还包括用于在D2D UE处的重用列表的维护信息。 例如，可以在“UEID列表”中的每个UEID中添加额外的1比特字段， 以指示用于重用列表中的相应UE的“添加”或者“删除”选项。虽然 在每个UEID中的信息更大1比特，但是可以减少UEID的数目， 因为将无需在消息中包含无任何改变的在D2DUE已经知道的UE  ID。

为了在它的资源分配中联合考虑蜂窝UE和重用D2DUE，eNB 需要调整它的蜂窝UE的资源分配，从而可以满足蜂窝和D2D链路 二者。增强型比例公平度调度算法可以考虑蜂窝和D2D链路二者。

在常规蜂窝小区中，一般可以将资源分配划分成2个步骤：(步 骤1)按优先级顺序针对每个蜂窝链路考虑保障的数据速率；以及(步 骤2)如果仍有资源空闲用于分配，则可以根据不同标准(比如最大 容量、严格用户公平度或者考虑容量和用户公平度二者的比例公平 度)向不同UE分配其余无线电资源。

然而，增强对于步骤1和步骤2二者而言是可能的。在步骤1 中，可以通过考虑重用D2DUE的重要性水平来实现一些增强。例 如，如果重用D2D重要性水平大于1，则将比蜂窝链路优先考虑重 用D2D链路。当向重用D2DUE分配无线电资源时，将考虑它的分 配的D2D可重用UE列表中的蜂窝UE(根据与前文相同的优先级顺 序)并且将选择它们之一以重用分配的资源的该部分。然后可以向 蜂窝UE和D2DUE二者分配相同的(重用的)资源，并且可以相应 地更新它们的请求数据速率保障。当向蜂窝UE分配无线电资源时， 其资源列表包含该蜂窝UE的D2D链路可以相应地更新它们的请求 数据速率保障。此外，若干个D2D链路可以使用相同蜂窝UE的资 源也是可能的。在这一情况下，所有有关D2D链路在下一步资源分 配之前也可以更新它们的请求数据速率保障。

在步骤2中，资源分配可以由于不同标准而更灵活。这里可以 使用比例公平度(PF)作为用于联合分配例子的资源分配标准。应 当注意，“每个D2D链路”如这里使用的那样指代从发送D2D对等体 到接收D2D对等体的单向D2D链路。在提出的分配方法中，可以根 据提出的“重用D2D重要性水平”针对每个重用D2D链路定义重要性 系数a_i，其中a_i∈[0，2]。

如果a_i＝1，则重用D2D链路可以被给予与蜂窝链路相同的重要 性并且可以与蜂窝链路相同地参与RF资源分配。而当α_i＝0时，重 用D2D链路可以在PF资源分配中完全不予考虑并且可以仅重用在 蜂窝UE的分配之后机会性地可重用的资源。因此，增强的PF资源 分配的过程可以如在以下例子中那样。

步骤2.1向满足以下方程的蜂窝UE或者D2D对分配在分配中 的资源：

$\underset{i}{\arg \max }\left(\frac{{\alpha }_i{r}_i}{R_i}\right)$

其中r_i是在第i个链路中的可实现瞬时数据速率并且R_i是第i 个链路的平均数据速率。应当注意蜂窝UE和D2D UE可以参与比较 并且对于每个蜂窝链路而言a_i＝1。

步骤2.2如果最大价值的链路是蜂窝链路，则可以向这一具体 蜂窝UE分配资源。相应地，可以向它的配对D2DUE(该D2DUE 可以重用这一具体UE的资源)分配相同资源。因此，可以更新蜂窝 UE和D2D二者的R_i以用于进一步调度。

步骤2.3反之亦然，如果最大价值的链路是重用D2D链路， 则可以向这一具体D2D分配资源。相应地，可以在它的配对蜂窝 UE(该蜂窝UE的资源可以由这一具体D2D重用)之间进行小尺度 PF分配。最后仅能向单个配对蜂窝UE分配相同的资源。同样地， 可以更新蜂窝UE和D2D二者的R_i以用于进一步调度。

步骤2.4针对待分配的新资源进行上述步骤2.1，

使用如上文描述的方法，可以在增强的PF资源分配中联合考虑 重用D2D和蜂窝链路二者，并且可以在增强的重用D2D链路中支持 一些高水平服务。在若干D2D链路重用相同蜂窝UE的资源的情况 下，所有有关D2D链路在下一步资源分配之前也可以更新它们的平 均数据速率R_i。

如果资源分配在步骤2中以最大化总吞吐量为目标，则eNB将 选择如下资源所有者(即蜂窝UE或者包含蜂窝UE和一个或者多个 D2DUE的配对重用组)，该资源所有者可以实现最高合计的吞吐量。 然后可以经由资源授权信令向所选蜂窝用户分配资源。因而，相应 D2DUE将重用资源而无需额外调度信令。

通过集中式eNB协调和控制，上述实施例可以具有相对于分布 式重用D2D模式的各种优点。例如，实施例可以加速重用D2D呼叫 建立。由于无需CTS/RTS握手，所以也可以避免由于CTS/RTS争用 所致的大量呼叫建立延时。

此外，更多灵活协调在使用集中式eNB协调和控制时可以是可 能的。当在相同区域中的两个重用D2D链路同时请求它们的建立时， 将最终在RTS/CTS握手中建立仅一个D2D链路。另一D2D链路将 必须再次进行它的测量并且如果可用则在以后的RTS/CTS握手中重 试它对其它可能重用资源的运气或者等待另一轮资源竞争并且赢取 D2D链路。然而在eNB协调方法中，可以例如使用蜂窝UE的正交 重用列表来同时建立两个重用D2D链路。

本发明的某些实施例可以提供资源节省。例如，如果在两个D2D  UE之间进行CTS/RTS交换，则它可能需要占用正交公共信道。然 而，一旦建立D2D链路，就不再需要CTS/RTS握手。因此，为CTS/RTS 交换分配专用公共信道可能不如本发明的某些实施例那样资源高 效。在集中方式中，无需这样的信道。因此，尽管用于重用D2D建 立信令的蜂窝链路可能比直接D2D链路差得多，但是集中方式可以 更节省资源。

此外，与常规蜂窝调度相比，eNB控制的重用D2D与在分布式 解决方案中相同地未必需要任何特殊D2D调度信令、因而可以节省 稀缺的PDCCH资源。

此外，由于eNB了解重用D2D，所以用于D2D链路的服务费用 可以变得可能。这从运营商的观点来看可以是优选的。

另外，本发明的某些实施例可以提供用于支持高水平服务的增 强型重用D2D。在分散式D2D重用中，D2DUE仅能在适合重用的 资源出现时相互机会性地通信。因此，重用D2D链路对于高水平服 务而言可能未足够好。上文讨论的“D2D重用重要性水平”可以帮助 改进eNB资源分配，从而可以将重用D2D链路与蜂窝UE一起联合 考虑。因而可以增强重用D2D链路以支持一些高水平服务。相应地， 也可以将不同服务费用应用于重用D2D通信。

除了对用于不同D2D的资源分配进行加权之外，在eNB处也可 以在重用列表判定中使用“D2D重用重要性水平”。例如，如果两个 D2D对请求D2D建立，则具有更高“D2D重用重要性水平”的D2D 将获得更大数目的蜂窝UE用于重用。由于eNB具有对蜂窝UE和 D2DUE二者的业务请求的了解，所以可以易于确定用于具有不同请 求的每个D2D链路的合理重用列表。

虽然可能在eNB和D2DUE二者处需要一些增强以实施本发明 的某些实施例，但是可以进行这些增强。例如在一些实例中，软件 升级可以允许eNB或者D2DUE的硬件被重新配置成执行方法(比 如上文描述的方法之一)。

可重用资源列表也可以具有各种益处。一旦D2DUE获得配置 的可重用资源列表，D2DUE就可以自治确定是否针对每个发送时间 间隔(TTI)发送而无任何D2D调度信令。这可以是可能的，因为 D2DUE可以根据蜂窝UE在每个TTI中的UL授权和先前接收的 D2D可重用UE列表推导它们的发送时间。

图3图示了根据本发明某些实施例的系统的方法。在所示方法 中，eNB可以针对蜂窝和D2D用户设备执行联合资源分配310。接 着，eNB可以广播320分配310的蜂窝资源分配结果。响应于广播 320，D2DUE可以监视330PDCCH并且基于重用列表识别用于重用 的资源。最后基于监视330，D2DUE可以使用340重用资源以在 D2D连接上发送。

上文讨论说明如下实施方式，在这些实施方式中仅允许上行链 路(UL)蜂窝资源由D2D节点使用。然而，本领域普通技术人员可 以理解可以将上述实施例修改成如下实施例的方式，在这些实施例 中允许下行链路(DL)蜂窝由D2D节点重用作为UL资源的替选或 者UL资源的补充。

图4图示了根据本发明某些实施例的方法。如图4中所示，例 如可以由eNB执行的方法可以包括基于按照优先级审核针对设备到 设备连接资源的至少一个请求405来确定410是否向设备到设备连 接授权重用资源。重用资源可以包括在时间段期间将由用户设备使 用的至少一个上行链路信道、但是可以代之以按照UE的而不是UE 的特定信道的分辨率来指示。

关于是否授权重用资源的确定410可以包括考虑设备到设备重 用重要性水平，并且该水平可以范围从0到2，其中1是在连接与蜂 窝连接之间的相等奇偶性，0为最低优先级，并且2为最高优先级。 关于是否授权重用资源的确定410也可以包括考虑设备到设备的连 接相对于蜂窝连接或者另一设备到设备连接中的至少一个连接的优 先级。可以在这样的确定中运用上文讨论的算法。

该方法也可以包括响应于至少一个请求发起发送420设备到设 备可重用资源的通知。应当注意到eNB可以主动地调整蜂窝UE的 资源分配，从而可以在某些实施例中满足针对D2DUE的QoS要求。 在某些情况下，未提供单独的重用列表，但是代之以D2DUE通过 监视PDCCH中的分配信息来识别重用资源。通知可以被配置成标识 在时间段期间可用的可重用资源。

发送420可以是多播发送或者单播发送。通知可以包括如下用 户设备的列表，针对这些用户设备指示用于重用的允许状态。允许 状态可以指示可以重用或者不可以重用用户设备。否定允许列表可 以从重用简单地排除某些用户设备的资源，而肯定允许列表可以指 示可以重用某些用户设备的资源。当然，列表可以声明允许哪些资 源并且禁止哪些资源。该方法可以可选地还包括更新430过程。更 新430在一些实施例中可以简单地指示相对于先前通知的改变。更 新430可以包括eNB从特定D2D UE接收432更新请求或者根据服 务质量(QoS)监视自动地触发更新过程。更新430也可以包括eNB 确定434用于该D2DUE的新重用列表。更新430还可以包括eNB 向D2DUE发送436新重用列表。

图5图示了根据本发明的另一方法。如图5中所示，该方法(可 以例如由D2DUE执行)可以包括发起针对用于设备到设备连接的 重用资源的请求510。该方法可以可选地包括组合512该请求与呼叫 设立请求。该方法也可以或者代之以可选地涉及到在该请求中包括 514设备到设备重用重要性水平。设备到设备重用重要性水平可以被 配置成向蜂窝连接或者另一设备到设备连接中的至少一个连接指示 设备到设备连接的相对优先级。

该方法也可以包括分析520响应于该请求而接收并且基于优先 级的通知以确定可重用资源。通知可以是重用列表响应。通知可以 包括用户设备列表。通知可以包括如下用户设备的列表，针对这些 用户设备指示用于重用的允许状态。

该方法还可以包括在基于分析通知来确定重用D2D通信之后发 起设备到设备连接530。该方法可以可选地还包括基于用户设备列表 中的用户设备的观测来确定522用于资源重用的PDCCH监视参数， 这可以提供用于直接到直接连接的发送参数(包括发送信道或者发 送时间段中的至少一个)。

图6图示了根据本发明某些实施例的系统。图6的系统包括第 一装置610，该装置可以是基站(比如eNB)。图6的系统也包括第 二装置620，该装置可以是用户设备(比如能够重用D2D通信的3G 蜂窝电话)。第一装置610和第二装置620可以通过无线的无线电 链路625相互连接。

第一装置610和第二装置620可以各自包括至少一个存储器630 (该存储器包括计算机程序代码640)以及至少一个处理器650。存 储器630、计算机程序代码640和处理器650可以被配置成分别使第 一装置610或者第二装置620至少执行方法(比如上文关于图4和 图5讨论的方法)。当然，它们除了上文讨论的操作之外也可以引 起其它操作。

图6的系统也包括对等设备660和用户设备670。对等设备660 可以通过直接无线链路665最终连接到第二装置620。对等设备660 可以具有与第二装置620相似的构造。

用户设备670可以通过蜂窝链路675连接到第一装置610。直接 无线链路665可以重用蜂窝链路675的资源。用户设备670可以是 与第二装置620相似的构造、但是无需能够设备到设备通信。

图7图示了根据本发明另一实施例的系统。在顶视图中示出了 系统。图7的系统包括第一装置710、第二装置720、对等设备760、 第一用户设备770和第二用户设备780。

对等设备760可以最终连接到第二装置720，该装置重用远离第 二装置720和对等设备760的第一用户设备770的而不是与第二装 置720和对等设备760接近的第二用户设备680的上行链路无线电 资源。

此外，已经从发生于eNB中的集中式控制的观点呈现上文讨论。 其它实施方式是可能的。例如，控制可以集中于另一网元中而不是 将控制集中于eNB中。例如，在某些实施例中，虽然将需要附加信 令，但是无线路由器节点或者群集头节点可以类似地提供集中式控 制。

本领域普通技术人员将容易理解可以用不同顺序的步骤和/或用 配置与公开的配置不同的硬件单元实现如上文讨论的本发明。因此， 虽然已经基于这些优选实施例描述本发明，但是本领域技术人员将 清楚某些修改、变化和替选构造将是明显的而又保留于本发明的精 神实质和范围内。例如，上文描述基于LTE、但是在原理上也可以 应用于其它系统(例如WiMAX)。因此，为了确定本发明的界限和 限度，应当参照所附权利要求。